JP2620997B2 - 研磨具のフェルトパッドとその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、硝子類の鏡面（ミラ
ー）等を研磨する比較的繊細な研磨作業時に使用される
研磨具の研磨面を構成するフェルトパッドとその製造方
法に関し、特にフェルトを一定規格に切断積層してその
切断面を研磨面にするフェルトパッドに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のフェルトパッドは、羊毛
又は化学繊維のフェルトに微孔質弾性体（マイクロポー
ラス エラストマー）を含浸させて一定規格に切断しこ
れを積層構成したものであり、そのフェルトを構成する
繊維は一般の不織布のように不規則的に配列されたもの
もあり、又はカーディングを行って一定の方向性を有す
るように配列されたものもある。

【０００３】しかし、その構成繊維の間に含浸充填され
る弾性体は一般的に微孔質であってその単位気孔は極め
て微細なものでありかつ各々独立的に形成されているの
が特徴である。（その適切な例が米国特許第4,728,552
号、日本特許公開公報昭62-21857号、韓国特許第28348
号等である。）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、従来のフェル
トパッドでは、研磨作業において研磨面に研磨用スラリ
ーを投入したときフェルトパッドの研磨面でそのスラリ
ーを充分吸収できないのは勿論、研磨熱の吸収能力も不
足であるため被研磨物の加熱、破損及びフェルト研磨面
の変質、又は被研磨物の表面に融着現象等の問題点が発
生することがあった。ここで微孔質弾性体（マイクロポ
ーラス エラストマー）の単位気孔の大きさを単純に拡
大させることが考えられるがこの場合フェルトを構成す
る各繊維の配列密度のためにそのような単純な気孔の拡
大には一定の限界がある。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであって、その気孔の形態を変更して単位
気孔の大きさを増大しまたその気孔に一定の方向性を与
えて研磨用スラリーの吸収能力をよくした研磨具のフェ
ルトパッド及びその製造方法を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフェルトパッドは、フェルト１のシートに
微孔質弾性体を含浸した微孔質製品において、フェルト
シート１の構成繊維２の配列密度を従来と同じくするか
又はそれよりもっと稠密にしながらその繊維の間に構成
される多数の単位微細孔が一定の方向に互いに相通され
て長さが長い多数の通気孔３を微孔質弾性体を貫通して
構成することによって、気孔３の形態を従来と異にしま
た、このように長く貫通して形成される気孔に一定の方
向性を持たせたものである。

【０００７】上記の長い多数の通気孔３を構成するに当
っては、該通気孔３がフェルト１の構成繊維２の間で該
繊維と同一方向性を持たせることが効果的である。

【０００８】このような研磨具のフェルトパッドを製造
する方法として、本発明においては、一定の規格に切断
したフェルト１のシートにポリウレタン、ジメチルホル
ムアミド、水溶性界面活性剤、ジイソシアネート等を混
合・熟成した発泡液である微孔質弾性体液を含浸させた
後その弾性体液を水槽内で加水分解させる公知の方法の
過程で、そのフェルトを受容するタンク内の空気圧と水
の温度との設定を操作し、水槽の水の温度を約１０℃に
し、水槽を収蔵したタンク内の気圧を約３０分間１００
乃至７５３〜７５５ｍｍＨｇの範囲内で減圧した後常圧
に復元して水温を約３０℃に上昇せしめ約３０分間放置
するようにしたものである。

【０００９】上記タンク内の気圧の減圧に際しては、タ
ンク内の空気圧を１００ｍｍＨｇで約１０分、次に３０
０ｍｍＨｇで約５分、それから約７００ｍｍＨｇで約１
５分ずつ段階的に変更することが効果的である。また、
上記フェルトシートに発泡液を含浸させるに当っては、
その構成繊維２が大体垂直になるようにフェルトのシー
トを立てて水槽内の水中に配列するとよく、さらにこの
際、配列されたフェルトシートの上方から吸気減圧する
とよい。以下、上記製造方法について詳述する。

【００１０】即ち、微孔質弾性体液を含浸させた一定規
格のフェルト１のシートを水の温度が約１０℃程度の水
槽内に立てて配列する。フェルト１がカーディングされ
たものである場合は構成繊維２の長手方向が上下になる
ように配列する。そしてその水槽が設置された減圧タン
ク内の空気圧を１００乃至７５３〜７５５ｍｍＨｇの範
囲内で約３０分間に亘って段階的に減圧した後、常圧に
復元して水槽の水の温度を３０℃に約３０分間維持し、
その後これを取出して常温の水で洗滌して乾燥する。

【００１１】本発明で使用されるフェルト１のシート
は、その構成繊維２の長さが５０〜７６ｍｍである１．
２〜３デニールのポリエステル繊維であり、かつ厚さが
約５〜７．５ｍｍ程度のカーディング又はランダム方式
で生産されたフェルト１であり、幅が約２５０ｍｍ、ま
た長さは約４５０ｍｍ程度に切断するが、ロール式研磨
具の場合はその長さを約３０〜４ｍに切断して使用し、
またフェルトがカーディングされたものである場合はフ
ェルト１の繊維方向が幅方向に向うように切断する。

【００１２】そしてフェルトシート１に含浸させた微孔
質弾性体液は、ポリウレタン100 部（以下重量部）にジ
メチルホルムアミド(DMF) 約125 部と水溶性界面活性剤
約9.4 部を混合して常温で約２４時間にわたって熟成さ
せた後、これにジイソシアネート約２５部を混合して約
700RPMの混合機でもって１８〜２０分間攪拌することに
よって仮反応発泡体をつくる。なお、ここで使用される
フェルト１のシートとそれに含浸させる微孔質弾性体液
等は既に広く知られているものである。

【００１３】そして、この発明において減圧タンクの減
圧の条件は３段階に分けて実施し、はじめの約１０分間
は約１００ｍｍＨｇにし、その次約５分間は約３００ｍ
ｍＨｇにする。この場合減圧条件を変えるときは徐々に
変え、終りに約１５分間は約７５３〜７５５ｍｍＨｇに
調整減圧する。このようにして減圧作業が終った後、タ
ンク内の圧力を常圧に復元し、また水槽の水の温度を約
３０℃程度に上昇して含浸樹脂液の加水反応を最終的に
完成してこれを取出し充分に洗滌・乾燥することによっ
て本発明の方法により一定の方向性を持って微孔質弾性
体を貫通して長く形成された通気孔を有するフェルトを
得ることができるのである。こうし得た多数枚のフェル
トを長い通気孔３の方向が同一方向になるようにして積
層・接着し、これを一定の形態に切断して長い通気孔３
とほぼ直角になる切断面が研磨面になるようにフェルト
のパッドをつくり研磨具を構成するのである。

【００１４】

【作用】上記のごとく合成繊維のフェルトシートに微孔
質弾性体を含浸して一定方向に長く形成した多数の通気
孔を有するフェルトパッドを用い、該通気孔とほぼ直角
に切断面を形成して研磨面とした研磨具でもって研磨作
業をすると、長い通気孔３の切断口が研磨面に位置して
おり、かつその通気孔３の形態が長いため、研磨作業中
に投入された研磨用スラリーの吸収を容易にすると同時
にその吸収量を増大させて吸収作用が円滑となり、なお
かつその気孔内に吸収保有された研磨用スラリーが研磨
面に効果的に供給される。従って研磨効率を倍加するば
かりでなく研磨熱の吸収も良好となる。（この際、従来
のパッドでは、その気孔の形態がおのおの独立しており
なおかつ微細であるため、スラリーの吸収作用を充分に
なし得ない。）

【００１５】また、長く形成した多数の通気孔３が、フ
ェルト１の構成繊維２の間でこれと同一方向性を持つこ
とは、フェルトに含浸された弾性体が各構成繊維２の外
周を囲んで補強するのでパッドの使用寿命を倍加させる
ように働く。

【００１６】このフェルトパッドを製造の際、本発明で
は、微孔質弾性体液が含浸されたフェルト１のシートを
幅が上下になるようにして水槽内に配列するが、このと
き水の温度が約１０℃であり常温より低温であるため水
によるその含浸液の反応は徐々に起り、その反応はまた
フェルトの表皮部分より進行する。この際タンク内の空
気圧をゆっくり減圧して約１００ｍｍＨｇで約１０分間
維持すればその減圧の程度があまり強くないので、未反
応状態のフェルト内の含浸液の反応は表皮より内部に向
けて加水分解作用が進行するとともに、この際、発生す
るガスが噴出し始める。この際また約３００ｍｍＨｇ程
度に減圧を変えると上記作用はフェルトシール内部に進
行する。ここでまた約７００ｍｍＨｇ程度に減圧を変え
ると、フェルトに含浸させた発泡体に形成された微細な
各単位気孔の内部にある空気が、含浸液の加水分解作用
によって該含浸液から噴出するジメチルホルムアミド
（Ｄ．Ｍ．Ｆ）とともに外部に吸収されながら、微細な
各単位気孔等はそれを形成している境界壁がその気孔内
部の空気が吸収される方向に向って破壊される。そして
各微細気孔が互いに相通ずることによって長い貫通孔が
形成されると同時にその貫通孔内部に水槽中の水が吸入
されて加水分解作用がより進行する。これによって本発
明の特徴である一定の方向性を有する長い通気孔がフェ
ルトを構成する繊維の間に構成される。

【００１７】

【実施例】以下、その製法の実施例を工程別に詳述す
る。

【００１８】第１工程：フェルトシートの準備工程 長さ６０ｍｍ・太さ２デニールのポリエステル系繊維で
構成されたカーディングフェルトを、構成繊維の長手方
向が幅の両端に向うようにして長さ４５０ｍｍ・幅２５
０ｍｍの大きさに切断して多数のフェルトシートを得
る。この際、フェルトをロールにする場合即ち研磨パッ
ドをロール式にする場合はフェルトシートの長さを３０
ｍに切る。

【００１９】第２工程：含浸液準備工程 ポリウレタン100 部にジメチルホルムアミド(MDF)125部
と水溶性界面活性剤9.4 部を混合して常温の密閉容器に
入れて２４時間熟成した後これにジイソシアネート２５
部をさらに混合し700RPMの混合機でもって２０分間攪拌
してフェルトシートに含浸すする仮反応状態の含浸剤を
得る。

【００２０】第３工程：含浸工程 第１工程で得たフェルトシートに第２工程で得た液状含
浸剤を含浸させ、これをローリングして均一なる含浸を
確認する。

【００２１】第４工程：水浸工程 第３工程で得た樹脂液（含浸剤）が含浸された多数のフ
ェルトシートを、相互接触しないようにして１０℃の水
が入れられている予備タンクで２分間水浸することによ
って、含浸剤が加水反応を起して含浸剤（樹脂液）が手
につかないようにする。これを予備タンクから取出し
て、減圧タンク底面に設置されまた１０℃の水が入って
いる水槽の中に幅が上下になるように立てて配列して減
圧タンクを密閉する。以上はフェルトシートを４５０ｍ
ｍ×２５０ｍｍに切断したものであるが、２５０ｍｍ×
３０ｍに切ってロール式にしたものは伸したままで予備
タンク中で２分間通過させて再びロールにするが、予備
タンクを通過すると含浸液が水によって仮反応してロー
ルにしても相互接着しない。これを再びロールにして幅
が上下方向になるように水槽に配列する。

【００２２】第５工程：減圧工程 この工程は本発明の核心工程であって、次の３段階に区
分して減圧タンク内の空気圧を減圧する。

【００２３】第１段階 密閉された上記減圧タンク内の空気圧を上側の排気口を
通じてゆっくり減圧して、内部の空気圧が１００ｍｍＨ
ｇになるようにして１０分間持続する。このようにして
フェルトシートの表面から含浸液の加水分解が進行する
ようにする。

【００２４】第２段階 タンク内の減圧状態を３００ｍｍＨｇにゆっくり変更さ
せてこの状態を５分間持続する。このとき、フェルトシ
ートの内部まで水の浸透が行われ加水分解作用がより一
層加速化して樹脂液（含浸剤）内部の空気と溶剤の噴出
が始まる。

【００２５】第３段階 タンク内の空気圧を更に７５３〜７５５ｍｍＨｇに減圧
してこの状態を１５分間維持する。このとき、フェルト
シート内の発泡樹脂液はその反応作用がより進行しなが
ら、発泡剤の気泡中の空気と樹脂に混合されたＤＭＦの
噴出及び樹脂の反応作用で発生するガスが減圧による物
理的作用によって吸収されながらフェルトシートの構成
繊維の間に長い通路（空気、ガス、ＤＭＦの噴出通路）
が形成されると同時に、当初投入した６ｍｍ厚さのフェ
ルトシートもその厚さが５．５ｍｍ程度に減少したこと
を確認できる。ここで観察されたもうひとつの現象は長
く形成された通気孔が大体構成繊維の長手方向と同じ方
向の方向性を有したということである。

【００２６】第６工程：加熱工程 第５工程が終った後タンク内の空気圧を常圧に復元する
と同時に水槽内の１０℃の水の温度を３０℃に高めて３
０分間放置する。このときフェルトシート内の各組織内
の皮膜に残留したＤＭＦの発散が促進され、フェルトシ
ートに含浸した樹脂液は反応状態が完成する。

【００２７】第７工程：洗滌・乾燥工程 第６工程迄終った後フェルトシートを取出して水で通常
の方法で洗滌・乾燥して本発明を完成する。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の本発明のフェルトパッド
によれば、フェルトシートに微孔質弾性体が含浸されて
該微孔質弾性体を貫通して一定方向に多数の長い通気孔
が形成されていることから、長い通気孔とほぼ直角方向
に切断形成される研磨面により、研磨作業中に投入され
た研磨スラリーの吸収作用が円滑で研磨効率を大幅に上
げることができるばかりでなく、研磨熱の吸収も良くす
ることができる。

【００２９】請求項２記載の発明によれば、フェルトパ
ッドの多数の長い通気孔がフェルトの構成繊維の間で該
繊維と同一方向性を有するので、フェルトに含浸された
弾性体が各繊維の外周を囲んで補強するためパッドの使
用寿命を大幅に増やすことができる。

【００３０】請求項３記載の本発明の研磨具のフェルト
パッドの製造方法によれば、前記した製造方法を採用す
ることにより、製造時のフェルトに含浸された発泡液の
反応の過程で各微細気孔が互に相通し、容易に長い通気
孔をフェルトシートに形成することができる。

【００３１】請求孔４記載の発明によれば、タンク内の
気圧の減圧を所定の各気圧で段階的に減圧して行くこと
により、多数の長い通気孔をより効率的に形成すること
ができる。

【００３２】請求項５記載発明によれば、フェルトの構
成繊維が大体垂直になるようにフェルトシートを立てて
水槽内の水中に配列することにより、フェルトの構成繊
維の間に同一方向性を持つ多数の通気孔を容易に形成す
ることができる。

【００３３】請求項６記載の発明によれば、上記のごと
く配列されたフェルトシートの上方から吸気減圧するこ
とによりフェルトの構成繊維内に多数の通気孔を効率的
に形成すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフェルトパッドの斜視図

【図２】本発明のフェルトパッドの一部拡大断面図

【図３】従来のフェルトパッドの一部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１…フェルト ２…繊維 ３…通気孔（気孔） ４…研磨面。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂のフェルト１のシートに微孔質弾
   性体を含浸してなるものにおいて、該微孔質弾性体を貫
   通して一定の方向に長く形成した多数の通気孔３を有す
   ることを特徴とする研磨具のフェルトパット。
2. 【請求項２】長く形成した多数の通気孔３が、フェルト
   １の構成繊維２の間でこれと同一方向性を有することを
   特徴とする請求項１記載の研磨具のフェルトパッド。
3. 【請求項３】合成繊維のフェルト１のシートにポリウレ
   タン、ジメチルホルムアミド、水溶性界面活性剤、ジイ
   ソシアネート等を混合・熟成してなる発泡液を含浸させ
   た後これを水槽内で加水分解させる方法において、その
   加水分解過程で水槽の水の温度を約１０℃にし、水槽を
   収蔵したタンク内の気圧を約３０分間１００乃至７５３
   〜７５５ｍｍＨｇに減圧した後常圧に復元して水温を約
   ３０℃に上昇せしめ約３０分間放置することを特徴とす
   る請求項１記載の研磨具のフェルトパッドの製造方法。
4. 【請求項４】タンク内の空気圧を約１００ｍｍＨｇで約
   １０分、次に約３００ｍｍＨｇで約５分、それから約７
   ００ｍｍＨｇで約１５分ずつ段階的に変更することを特
   徴とする請求項３記載の研磨具のフェルトパッドの製造
   方法。
5. 【請求項５】構成繊維２が大体垂直になるようにフェル
   ト１のシートを立てて水槽内の水中に配列することを特
   徴とする請求項３又は４記載の研磨具のフェルトパッド
   の製造方法。
6. 【請求項６】配列されたフェルトシートの上方から吸気
   減圧することを特徴とする請求項５記載の研磨具のフェ
   ルトパッドの製造方法。